DE10132240A1 - Method for operating a stratified storage tank - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers (1), bei dem neben der Temperatur des einströmenden Warmwassers die Temperatur in einer bestimmten Höhe des Schichtenspeichers (1) erfaßt und der Speicher (1) bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur durch Zufuhr von Warmwasser aufgeladen wird, bis die Temperatur im untersten Bereich des Speichers einen bestimmten Wert erreicht hat. Um die Abstrahlungsverluste zu vermindern, ist vorgesehen, daß zu bestimmten Zeiten der Speicher (1) nur zum Teil aufgeladen wird, wobei nach der Erreichung einer bestimmten Temperatur in einem bestimmten Abstand vom Boden des Speichers die Ladung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit beendet wird.Method for operating a stratified storage tank (1), in which, in addition to the temperature of the inflowing hot water, the temperature at a certain height of the stratified storage tank (1) is detected and the storage tank (1) is charged by supplying hot water when the temperature falls below a certain level until the temperature has reached a certain value in the lowest area of the memory. In order to reduce the radiation losses, it is provided that the store (1) is only partially charged at certain times, and after reaching a certain temperature at a certain distance from the bottom of the store, the charge is ended after a predetermined time.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
Bei herkömmlichen Verfahren zum Betrieb eines Schichtenspeichers wird nach einer Wärmeanforderung, die meist von einem in der Höhenmitte des Schichtenspeichers angeordneten Temperaturfühler erfaßt wird, eine Aufheizung veranlaßt. Dabei geht ein Wärmeerzeuger in Betrieb, und es wird eine Ladepumpe in Gang gesetzt, die über den Kaltwasserabzug kühles Wasser ansaugt und zum Wärmetauscher fördert. Das erwärmte Wasser wird danach dem obersten Bereich des Schichtenspeichers zugeführt. Die Aufheizung wird dabei normalerweise erst beendet, bis der Schichtenspeicher vollständig aufgeheizt ist, d. h. daß im untersten Bereich des Schichtenspeichers eine bestimmte Temperatur überschritten ist. Die Erfassung der Temperatur im untersten Bereich des Schichtenspeichers kann dabei entweder direkt mittels eines in diesem Bereich angeordneten Temperaturfühlers oder indirekt durch Erfassung der Temperatur des in den obersten Bereich des Schichtenspeichers einströmenden Warmwassers erfolgen. In letzterem Fall ist es allerdings erforderlich die Leistung des Wärmetauschers oder einer diesen beaufschlagenden Wärmequelle genau zu kennen. Dadurch kann aufgrund der durch die Leistung des Wärmetauschers bei einem bestimmten Durchsatz bedingten Temperaturerhöhung und der Zulauftemperatur des Warmwassers auf die Temperatur im untersten Bereich des Schichtenspeichers geschlossen werden. In conventional methods for operating a stratified storage, a Heat demand, usually from one in the middle of the height of the stratified storage tank arranged temperature sensor is detected, causes heating. This comes in Heat generator in operation, and a charge pump is started, which over the Cold water extraction draws in cool water and conveys it to the heat exchanger. That warmed up Water is then fed to the uppermost area of the stratified storage tank. The Heating is usually not ended until the stratified storage is complete is heated, d. H. that in the lowest area of the stratified storage a certain Temperature is exceeded. The detection of the temperature in the lowest area of the Layered storage can either be arranged directly in this area Temperature sensor or indirectly by detecting the temperature of the top one Area of the stratified storage flowing hot water. In the latter case however, the performance of the heat exchanger or one of these is required knowing the source of heat. This may result from the Performance of the heat exchanger at a certain throughput Temperature increase and the inlet temperature of the hot water to the temperature in the lowest area of the stratified storage tank can be closed.
Unter verschiedenen Bedingungen ist es jedoch nicht erforderlich, den Speicher vollständig aufzuladen. So ist es beispielsweise am Abend nicht erforderlich, den Speicher vollständig aufzuladen. Eine vollständige Aufladung des Speichers bewirkt, daß dieser ein entsprechend hohes Temperaturniveau aufweist und daher entsprechend hohe Abstrahlungsverluste entstehen.However, under various conditions it is not necessary to complete the memory charge. For example, in the evening, it is not necessary to fully store the memory charge. A full charge of the memory causes this one accordingly has a high temperature level and therefore correspondingly high radiation losses arise.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem dieser Nachteil vermieden werden kann.The aim of the invention is to propose a method of the type mentioned in the opening paragraph in which this disadvantage can be avoided.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention, this is achieved in a method of the type mentioned at the outset by characteristic features of claim 1 achieved.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es möglich den Schichtenspeicher nur zu einem Teil aufzuheizen, sodaß zwar bei Bedarf eine für bestimmte Bedarfsformen ausreichend große Menge an Brauchwasser entnommen werden kann, ohne deshalb den Nachteil hoher Abstrahlungsverluste in Kauf nehmen zu müssen.The proposed measures make it possible to use only one stratified storage Heat part, so that if necessary one is sufficient for certain needs large amount of process water can be withdrawn without the disadvantage of being high Radiation losses have to be accepted.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.Another object of the invention is to provide a device for carrying out the propose method according to the invention.
Ausgehend von einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 2 werden daher die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 vorgeschlagen.Starting from a device according to the preamble of claim 2 are therefore the characterizing features of claim 2 proposed.
Durch die Anordnung eines Temperaturfühlers im angegebenen Bereich kann die Aufladung im wesentlichen auf den oberhalb dieses Temperaturfühlers liegenden Bereich beschränkt werden, wobei durch die Nachheizung für die vorgegebene Zeit, verhindert wird, daß allein durch die Wärmeabstrahlung nach kurzer Zeit eine abermalige Aufladung ausgelöst wird und es so zu einem häufigen Takten der Wärmequelle kommt.By arranging a temperature sensor in the specified range, the charging can essentially limited to the range above this temperature sensor be, which is prevented by the reheating for the predetermined time that alone the heat radiation triggers a recharge after a short time and this causes the heat source to cycle frequently.
Durch die Zeitschaltuhr der Steuerung kann die Zeitspanne festgelegt werden, während der lediglich eine Teilaufladung erfolgen soll, wogegen zu den übrigen Zeiten bei Vorliegen einer Wärmeanforderung eine vollständige Aufladung des Speichers erfolgt.The time period of the controller can be set by the timer of the control only partial charging should take place, whereas at the other times if there is one A full charge of the storage tank takes place when heat is requested.
Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil, daß eine vollständige Aufladung des Speichers sehr einfach erfaßt werden kann, wobei auf eine Überwachung oder Erfassung der Leistung der Wärmequelle und des Durchflusses verzichtet werden kann.The features of claim 3 have the advantage that a complete Charging of the memory can be detected very easily, with monitoring or recording the power of the heat source and the flow can be dispensed with.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Schichtenspeicher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which schematically shows a Layered storage for performing the method according to the invention shows.
In den untersten Bereich 25 eines Schichtenspeichers 1 mündet ein Kaltwasserzulauf 2, wobei aus diesem Bereich ein Kaltwasserabzug 4 wegführt, in dem eine Umwälzpumpe 5 angeordnet ist und die zu einem Wärmetauscher 6 führt, der von einer nicht dargestellten Wärmequelle beaufschlagt ist. Von diesem führt ein Warmwasserzulauf 7 in den obersten Bereich 26 des Speichers 1. Weiter führt eine Brauchwasserleitung 3 aus dem obersten Bereich des Speichers 1 weg.A cold water inlet 2 opens into the lowermost area 25 of a stratified storage tank 1 , a cold water drain 4 leading away from this area, in which a circulation pump 5 is arranged and which leads to a heat exchanger 6 which is acted upon by a heat source (not shown). A hot water inlet 7 leads from this into the uppermost region 26 of the store 1 . A process water pipe 3 also leads away from the uppermost area of the storage tank 1 .
Im untersten Bereich des Speichers 1 ist ein Temperaturfühler 14 angeordnet, der über eine Signalleitung 24 mit einer Steuerung 10 verbunden ist. An diese ist über eine weitere Signalleitung 23 ein weiterer Temperaturfühler 13 angeschlossen, der in einem größeren Abstand 27 vom Boden des Speichers angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist dieser Temperaturfühler 13 in einer Höhe von ca. 2/3 bis 3/4 der Gesamthöhe angeordnet. A temperature sensor 14 is arranged in the lowest area of the memory 1 and is connected to a controller 10 via a signal line 24 . A further temperature sensor 13 , which is arranged at a greater distance 27 from the bottom of the memory, is connected to this via a further signal line 23 . This temperature sensor 13 is expediently arranged at a height of approximately 2/3 to 3/4 of the total height.
Ein weiterer Temperaturfühler 12 ist im Bereich des Warmwasserzulaufs 7 angeordnet, der zur Erfassung der Einlauftemperatur des Warmwassers in den Speicher 1 vorgesehen ist und über eine Signalleitung 22 mit der Steuerung 10 verbunden ist.A further temperature sensor 12 is arranged in the area of the hot water inlet 7 , which is provided for detecting the inlet temperature of the hot water in the store 1 and is connected to the controller 10 via a signal line 22 .
Die Steuerung 10 ist mit einer Zeitschaltuhr 11 versehen, mit der ein oder mehrere Zeiträume festgelegt werden können, in denen lediglich eine Teil-Aufladung des Speichers 1 erfolgt.The controller 10 is provided with a timer 11, with which one or more periods can be defined in which only a partial charging of the memory 1 takes place.
Die Steuerung 10 ist weiter über eine Steuerleitung 21 mit der Umwälzpumpe 5 verbunden.The controller 10 is further connected to the circulation pump 5 via a control line 21 .
Im Betrieb strömt bei einer Zapfung von Brauchwasser über die Brauchwasserleitung 3 kaltes Wasser über den Kaltwasserzulauf 2 in den untersten Bereich des Speichers 1 ein.In operation, when tap water is drawn off, cold water flows in via the hot water line 3 via the cold water inlet 2 into the lowermost region of the store 1 .
Bei Vorliegen einer Wärmeanforderung, die bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 ausgelöst wird, fördert die Umwälzpumpe 5 kühles Wasser aus dem untersten Bereich des Speichers 1 über den Kaltwasserabzug 4 zum Wärmetauscher 6, wobei dieser von einer nicht dargestellten Wärmequelle beaufschlagt ist.When there is a heat requirement that is triggered when the temperature falls below a certain temperature in the area of the temperature sensor 13 , the circulation pump 5 conveys cool water from the lowest area of the storage tank 1 via the cold water drain 4 to the heat exchanger 6 , which is acted upon by a heat source (not shown).
Das in dem Wärmetauscher erwärmte Wasser strömt dabei in den obersten Bereich des Speichers 1 ein.The water heated in the heat exchanger flows into the uppermost area of the store 1 .
Bei einer Voll-Aufladung wird die Aufladung erst dann beendet, wenn im untersten Bereich des Speichers 1, d. h. im Bereich des Temperaturfühlers 14 eine bestimmte Temperatur erreicht ist. In the case of a full charge, the charging is only ended when a certain temperature has been reached in the lowest area of the store 1 , ie in the area of the temperature sensor 14 .
Bei einer Teil-Aufladung des Speichers 1, z. B. in den Abendstunden, wird die Aufladung zu einem Zeitpunkt beendet, der eine vorgegebene Zeit, z. B. 5 bis 10 min, nach dem Erreichen einer vorbestimmten Temperatur im Bereich des Temperaturfühlers 13 liegt. Durch Nachladung während der vorbestimmten Zeit nach dem Erreichen der vorgegebenen Temperatur am Temperaturfühler 13 ist sichergestellt, daß nach Beendigung der Teil-Ladung nicht bereits eine sehr kleine Brauchwasserentnahme oder die Wärmeabstrahlung zu einer neuerlichen Ladung führt, was insbesondere bei einer Feuerstelle als Wärmequelle für den Wärmetauscher 6 sehr nachteilig wäre und zu einem erhöhten Schadstoffausstoß führen würde.With a partial charging of the memory 1 , for. B. in the evening, the charging is stopped at a time that a predetermined time, for. B. 5 to 10 min after reaching a predetermined temperature in the region of the temperature sensor 13 . By reloading during the predetermined time after reaching the predetermined temperature on the temperature sensor 13, it is ensured that after the partial charge has ended, a very small amount of hot water extraction or the heat radiation does not lead to a new charge, which is particularly the case for a fireplace as a heat source for the heat exchanger 6 would be very disadvantageous and would lead to increased pollutant emissions.
Dabei werden durch die Teil-Ladung des Speichers zu Zeiten zu denen keine größeren Brauchwasser-Zapfungen zu erwarten sind, die Abstrahlungsverluste vermindert, da eben nicht der gesamte Speicher auf einem hohen Temperaturniveau gehalten wird.The partial charge of the storage at times when there are no larger ones Industrial water taps are to be expected, the radiation losses are reduced because of that the entire storage is not kept at a high temperature level.
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